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3岁儿童C4-C5颈椎有限元建模方法研究
  • ISSN号:1674-2974
  • 期刊名称:《湖南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:U461.91[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51205118); 中央高校基本科研业务费资助项目(531107040162)
中文摘要:

使用缩放和非线性拟合的方法,获得了3岁儿童颈部材料参数;提出了一套儿童颈部韧带的力学特性缩放方法;开发了具有精确几何及解剖学结构的3岁儿童C4-C5颈椎段有限元模型,并在准静态、动态拉伸载荷下进行了验证.结果显示,准静态拉伸刚度为211.8N/mm,动态拉伸最终失效力为759.9N,最终失效位移为5.083mm,均与实验值吻合良好;动态拉伸力-位移曲线与实验曲线吻合较好.验证结果表明,本模型能够较准确地反映3岁儿童C4-C5颈椎段的准静态和动态拉伸力学特性,具有较高的生物逼真度.

英文摘要:

Based on scaling and nonlinear-fitting methods, the material properties of the 3-year old ped- iatric cervical spine were acquired. A specific scaling method for the mechanical properties of the pediatric cervical ligaments was proposed, and the C4-C5 cervical segment finite element model for the 3-year old child was developed with accurate geometries and anatomical structures and validated under quasi-static and dynamic tensile loading. It was indicated that the simulation responses were consistent with those of experiments, with an quasi-static tensile stiffness of 211.8 N/ram, a dynamic tensile ultimate failure force of 759.9 N and an ultimate failure displacement of 5. 083 mm in simulations. In addition, the force-displacement curve in the dynamic tensile simulation was also similar to that of the experiment. It can be concluded that this model is able to reflect the quasi-static and dynamic tensile mechanical properties of 3-year old pediatric C4-C5 cervical segment with higher biofidelity.

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期刊信息
  • 《湖南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:湖南大学
  • 主编:易伟建
  • 地址:湖南长沙岳麓区麓山南路
  • 邮编:410082
  • 邮箱:qks@hun.edu.cn
  • 电话:0731-88822870
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-2974
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1061/N
  • 邮发代号:42-44
  • 获奖情况:
  • 第二届国家期刊奖百种重点科技期刊,中国期刊方阵“双百”期刊1997年第二届全国科技期...,2000年湖南省首届“十佳科技期刊”,2002年第二届国家期刊奖“重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14344